CN111669221B - 故障定位的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种故障定位的方法、装置和系统，属于光纤通信技术领域。该方法包括：获取至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射，根据第一对应关系，确定测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，根据第二对应关系，进行ODN的故障定位处理。采用本申请，可以准确的进行ODN故障定位。

Description

故障定位的方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及光纤通信领域，特别涉及一种故障定位的方法、装置和系统。

背景技术

无源光网络系统包括光线路终端(optical line terminal，OLT)、光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)和多个光接入网络用户终端，光接入网络用户终端采用光网络单元(Optical Network Unit，ONU)或者光网络终端(Optical NetworkTerminal，ONT)，ODN可以分为分光器、主干光纤、分布光纤(多级分光器中存在)和分支光纤，主干光纤指OLT与ODN之间的光纤，分布光纤指各级分光器之间的光纤，分支光纤指分光器与光接入网络用户终端之间的光纤。随着无源光网络系统建设量爆炸性增长，也带来了维护人员短缺、工作量繁重、维护手段缺乏、难以准确定位故障点的问题。而故障难定位主要体现在ODN，主要原因是ODN数量繁多，导致网络复杂，要实现快速的故障定位比较困难。

相关技术中，在局端(OLT侧)部署光时域反射仪(Optical Time DomainReflectometer，OTDR)。OTDR通过发射下行传输的光信号，该光信号在光纤中传输时，部分光信号会发生反射和背向散射，反向回传至OTDR被OTDR检测到。OTDR通过接收到的光信号的接收功率和接收到该光信号的接收时间，建立传输距离与接收功率的对应关系。某个传输距离处的接收功率为ODN中该传输距离处所有分布光纤和分支光纤背向散射光信号的叠加功率，或者所有分布光纤和分支光纤反射和背向散射光信号的叠加功率(在光纤断开位置处，光纤对光信号进行反射)。OTDR可以基于该对应关系，确定出接收功率发生突变的位置点，基于该位置点可以确定ODN中光纤是否故障。

由于经分光器后某个传输距离处为ODN中该传输距离处所有分布光纤和分支光纤背向散射光信号的叠加功率，或者所有分布光纤和分支光纤反射和背向散射光信号的叠加功率，所以即使获得接收功率发生突变的位置点，也无法确定出发生故障的分布光纤和分支光纤。

发明内容

本申请实施例提供了一种故障定位的方法、装置和系统，采用本申请可以准确的进行ODN故障定位。

第一方面，提供了一种故障定位的方法，应用于无源光网络，该无源光网络包括ODN，该ODN的至少一级分光器的各端口设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件；该方法包括：获取至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射，根据第一对应关系，确定测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，根据第二对应关系，进行ODN的故障定位处理。

本申请所示的方案，执行故障定位处理的装置可以是波长可调的OTDR，在执行ODN的故障定位处理时，可以向OTDR发送故障定位指令(如OLT发送故障定位指令等)。OTDR接收到故障定位指令时，OTDR可以依次发送至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的波长的测试光信号，并记录发送这些波长的测试光信号的发送时间。这些波长中任一波长的测试光信号经过ODN时，ODN中至少一级分光器中该波长对应的端口的反射部件对该波长的测试光信号进行反射(基本上是全反射)。而经过ODN中其他端口时全部进行透射，可见仅是ODN中的各种光纤和某个反射部件对该波长的测试光信号进行反射和背向散射(光纤在断开的情况下，对测试光信号进行反射)，使部分该波长的测试光信号反向回传至OTDR，被OTDR接收到。OTDR可以记录接收时间和接收功率的对应关系，这样，即获得该波长对应的反射部件所能反射的测试光信号在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系。OTDR可以使用每个第一对应关系，确定出测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。OTDR可以基于每个第二对应关系，判断ODN中是否存在故障，并且确定出故障位置点。这样，由于可以获得分光器的端口与连接的器件之间的光纤对应的第二对应关系，所以可以通过第二对应关系，准确的判定ODN的光纤(分支光纤、主干光纤和分布光纤)是否存在故障以及确定故障发生的位置。

在一种可能的实现方式中，该至少一级分光器为第一级分光器；根据第一对应关系，确定测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，包括：获取ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；将每个第一对应关系，转换为发生反向回传时的传输距离与接收功率的第四对应关系；将第三对应关系和每个第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得测试光信号在第一级分光器各端口与第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

本申请所示的方案，OTDR可以获取第三对应关系，在该第三对应关系中，每个传输距离对应的叠加接收功率为该传输距离处所有光纤反射和背向散射的光信号的功率的叠加，或者，所有光纤背向散射的光信号的功率的叠加。对于第一级分光器的第一端口设置的反射部件所能反射的测试光信号在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系(第一端口为第一级分光器的任一端口)，OTDR可以使该用测试光信号的发射时间和该第一对应关系中的接收时间，确定出该第一对应关系中每个接收时间对应的传输距离。然后OTDR将每个接收时间对应的传输距离和接收功率相对应，即可获得传输距离与接收功率的第四对应关系。OTDR可以将第三对应关系分别和该第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得该第四对应关系中，每个传输距离对应的接收功率的差值。OTDR将该传输距离与接收功率的差值的对应关系，确定为测试光信号在第一端口与第一端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。这样，可以准确的确定出第二对应关系。

在一种可能的实现方式中，该至少一级分光器为第一级分光器和第二级分光器；根据第一对应关系，确定测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，包括：获取ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；根据第二级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系和第三对应关系，确定测试光信号在第二级分光器各端口与第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；根据每个第一对应关系和每个第二对应关系，确定测试光信号在第一级分光器各端口与第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

本申请所示的方案，OTDR可以获取第三对应关系，在该第三对应关系中，每个传输距离对应的叠加接收功率为该传输距离处所有光纤反射和背向散射的光信号的功率的叠加，或者，所有光纤背向散射的光信号的功率的叠加。

对于第二级分光器的第二端口设置的反射部件所能反射的测试光信号在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系(第二端口为第二级分光器的任一端口)，OTDR可以使该用测试光信号的发射时间和该第一对应关系中的接收时间，确定出该第一对应关系中每个接收时间对应的传输距离。然后OTDR将每个接收时间对应的传输距离和接收功率相对应，即可获得传输距离与接收功率的第四对应关系。OTDR可以将第三对应关系分别和该第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得该第四对应关系中，每个传输距离对应的接收功率的差值。OTDR将该传输距离与接收功率的差值的对应关系，确定为测试光信号在第二端口与第二端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

OTDR可以使用每个第一对应关系、测试光信号在第一端口连接的第二级分光器各端口与第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系(第一端口为第一级分光器的任一端口)，确定出测试光信号在第一端口与第一端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。这样，可以准确的确定出第二对应关系。

在一种可能的实现方式中，获取ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，包括：获取第一波长的测试光信号在ODN中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，确定为ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，第一波长与至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的测试光信号的波长不相同；或者；根据第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，确定ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系。

本申请所示的方案，OTDR可以发出第一波长的测试光信号，并记录发出第一波长的测试光信号的发送时间。第一波长的测试光信号经过ODN时，ODN中至少一级分光器的各端口设置的反射部件均对第一波长的测试光信号进行透射，仅是ODN中的各种光纤、分光器对第一波长的测试光信号进行反射和背向散射，或者背向散射，使部分第一波长的测试光信号返回至OTDR，被OTDR接收到。OTDR可以记录接收时间和接收功率的对应关系，然后使用接收时间与发送时间的差值，确定出传输距离，进而可以获得传输距离与接收功率的对应关系，即获得第三对应关系。

或者，OTDR在获取到至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系后，可以将第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，转换为传输距离与接收功率的对应关系。然后OTDR将这些对应关系中，相同传输距离的接收功率相加得到一个数值，然后使用该数值除以(m-1)，其中，m为第一级分光器的端口的数目，得到的该相同传输距离处的接收功率。这样，按照这种方式，即确定出每个传输距离处的接收功率，将传输距离与接收功率相对应即可，获得第三对应关系。这样，由于不需要发送第一波长的测试光信号，所以可以减小OTDR的波长调节范围。

在一种可能的实现方式中，根据第二对应关系，进行ODN的故障定位处理，包括：若根据测试光信号在至少一级分光器目标端口与目标端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，确定存在接收功率突变的异常位置点，则将异常位置点，确定为目标端口与目标端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。

本申请所示的方案，OTDR可以在每个第二对应关系中，查看是否存在接收功率突变的异常位置点。若至少一级分光器目标端口与目标端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系中存在异常位置点，则可以将该异常位置点，确定为目标端口与目标端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。这样，不仅提供了ODN中故障的光纤，还提供了光纤故障的位置点。

第二方面，提供了一种故障定位的系统，应用于无源光网络，所述系统包括光时域反射仪OTDR；

所述OTDR用于输出多种波长的测试光信号；

所述OTDR还用于执行第一方面所述的方法。

第三方面，提供了一种故障定位的系统，应用于无源光网络，所述系统包括光时域反射仪OTDR和光线路终端OLT；

所述OTDR用于输出多种波长的测试光信号；

所述OTDR还用于检测接收到的测试光信号的接收功率和接收时间；

所述OLT与所述OTDR建立有通信连接；

所述OLT用于执行第一方面所述的方法。

第四方面，提供了一种故障定位的装置，该装置包括多个模块，该多个模块通过执行指令来实现上述第一方面所提供的故障定位的方法。

第五方面，提供了一种故障定位设备，所述故障定位设备包括处理器和存储器，其中：

所述存储器中存储有计算机指令；

所述处理器执行所述计算机指令，以实现第一方面所述的方法。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机可读存储介质中的计算机指令被故障定位设备执行时，使得所述故障定位设备执行第一方面所述的方法。

第七方面，本申请提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，当所述计算机指令被故障定位设备执行时，所述端口识别设备执行上述第一方面所述的故障定位的方法。

附图说明

图1是本申请一个示例性实施例提供的应用场景的示意图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的可调的OTDR的结构示意图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的故障定位设备的结构示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的故障定位的方法的流程示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的一级分光器的示意图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的二级分光器的示意图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的故障定位的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请可以适用于PON系统，PON系统结构如图1所示，由三个部分组成：OLT、ODN、光接入网络用户终端(如ONT等)，ODN一般分为四个部分，即分光器、主干光纤、分布光纤和分支光纤，主干光纤指OLT与ODN之间的光纤，分布光纤指各级分光器之间的光纤，分支光纤指分光器与光接入网络用户终端之间的光纤。图1中是具有二级分光的ODN的结构图，对只有一级分光的ODN只有主干光纤和分支光纤。

由于ODN是由无源器件组成，所以识别其中的光纤故障比较困难，所以本申请提供了一种故障定位的方法。为了能够使得能够实现ODN的故障定位，ODN中至少一级分光器的各端口设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件，每个端口设置的反射部件的反射率大于或等于预设数值，预设数值一般比较大，如预设数值为99％、98％等。例如，至少一级分光器包括第一级分光器，第一级分光器为1*4的分光器，4个端口的每个端口处设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件。该反射部件可以是反射光栅，也可以是其他部件，本申请实施例不做限定。

另外，PON系统还包括一个OTDR，该OTDR为可调的OTDR，在本申请实施例中，可调的OTDR指波长可调的OTDR，可调的OTDR是在原有的OTDR的基础上使得OTDR可以发出多种波长的测试光信号，该多种波长包括至少一级分光器的各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号的波长。可调的OTDR还可以检测接收到的测试光信号的接收功率和接收时间，此处能有接收功率是由于测试光信号在光纤中传输时，被光纤背向散射回可调的OTDR，在光纤断开时被反射回可调的OTDR，也有可能是分光器的端口设置的反射部件反射测试光信号回可调的OTDR。在可调的OTDR是故障定位的方法的执行主体时，可调的OTDR还可以进行故障定位的处理。如图2所示，还提供了可调的OTDR的示意图，包括一个可调波长的激光器、合/分光器(如耦合器)或环形器、接收部件、处理器等。可调波长的激光器用于输出多种波长的测试光信号，合/分光器或环形器用于实现发送测试光信号和接收测试光信号，接收部件用于检测接收功率，处理器用于记录接收时间等。图2中仅示出了部分器件。

此处需要说明的是，若同时存在业务光信号和测试光信号，还可以在可调的OTDR和ODN之间设置一个用于合并业务光信号的测试光信号的器件，如波分复用器等。此时OLT与ODN之间发送业务光信号时，也通过该器件。

故障定位的方法的执行主体可以是故障定位设备，故障定位设备可以是OLT或者可调的OTDR，具体的在执行主体为OLT时，可以是OLT中的单板执行故障定位的方法。当然故障定位设备也可以是其他设备，如终端、服务器等。

如图3所示，故障定位设备包括存储器301和处理器302。存储器301可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、静态存储设备、动态存储设备等。存储器301可以存储计算机指令，当存储器301中存储的计算机指令被处理器302执行时，处理器302用于执行故障定位的方法。存储器还可以存储数据。处理器302可以采用通用的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，应用ASIC，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)或其任意组合。处理器302可以包括一个或多个芯片。

如图4所示，提供了故障定位的方法的执行流程，该流程中是故障定位的装置为波长可调的OTDR为例进行说明：

步骤401，获取至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射。

其中，下行传输指OLT至ONT的传输方向。反向回传在存在光纤的背向散射时发生，或者在存在光纤的背向散射和反射时发生(如光纤断开，会发生反射)，另外，反向回传还可以在反射部件反射测试光信号时发生。

在本实施例中，在执行ODN的故障定位处理时，可以向OTDR发送故障定位指令(如OLT发送故障定位指令等)。OTDR接收到故障定位指令时，OTDR可以依次发送至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的波长的测试光信号，并记录发送这些波长的测试光信号的发送时间。这些波长中任一波长的测试光信号经过ODN时，ODN中至少一级分光器中该波长对应的端口的反射部件对该波长的测试光信号进行反射(基本上是全反射)。而经过ODN中其他端口时全部进行透射，可见仅是ODN中的各种光纤和某个反射部件对该波长的测试光信号进行反射和背向散射(一般情况下光纤仅会对测试光信号背向散射，光纤在断开的情况下，也会对测试光信号进行反射)，使部分该波长的测试光信号反向回传至OTDR，被OTDR接收到。OTDR可以记录接收时间和接收功率的对应关系，这样，即获得该波长对应的反射部件所能反射的测试光信号在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系。由于要发送至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的波长的测试光信号，所以可以获得至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系(后文中为了方便描述，将此描述简化为获得至少一级分光器各端口对应的第一对应关系)。

步骤402，根据第一对应关系，确定测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

在本实施例中，OTDR可以使用每个第一对应关系，确定出测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。反向回传是由于背向散射和被反射，或者背向散射造成的，这样，背向散射的接收功率也可以转换为光纤损耗，即第二对应关系也可以是传输距离与光纤损耗的对应关系，背向散射和被反射后的接收功率也可以转换为传输距离和反射事件，即第二对应关系也可以是传输距离与反射事件的对应关系。

此处若至少一级分光器为第i级分光器(i大于或等于1)，且第i级分光器与ONT直接相连，则第i级分光器的各端口与该各端口分别连接的器件之间的光纤可以称为是分支光纤。若至少一级分光器为第i级分光器，且第i级分光器与第i+1级分光器直接相连，则第i级分光器的各端口与该各端口分别连接的第i+1级分光器之间的光纤可以称为是分布光纤。

此处，后文中为了方便描述，将“测试光信号在至少一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系”，描述为“至少一级分光器各端口连接的光纤对应的第二对应关系”。

步骤403，根据第二对应关系，进行ODN的故障定位处理。

在本实施例中，OTDR可以基于步骤402确定的第二对应关系，判断ODN中是否存在故障，并且确定出故障位置点。

然后OTDR可以将ODN中的故障位置点通知给运维人员的管理终端，使运维人员及时的了解ODN的故障信息。

这样，由于可以直接获取到测试光信号在ODN中各段光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，所以可以准确的判定ODN的光纤(分支光纤、主干光纤和分布光纤)是否存在故障以及确定故障发生的位置。

在一种可能的实现方式中，至少一级分光器为第一级分光器，即ODN中仅包括一级分光器或者ODN中包括多级分光器，但是仅在第一级分光器的各端口设置有反射部件。在步骤402中，确定第二对应关系的处理可以为：

获取ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；将每个第一对应关系，转换为发生反向回传时的传输距离与接收功率的第四对应关系；将第三对应关系和每个第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得测试光信号在第一级分光器各端口与第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

在本实施例中，OTDR可以获取第三对应关系，在该第三对应关系中，每个传输距离对应的叠加接收功率为该传输距离处所有光纤反射和背向散射的光信号的功率的叠加，或者，所有光纤背向散射的光信号的功率的叠加。

对于第一级分光器的第一端口对应的第一对应关系(第一端口为第一级分光器的任一端口)，OTDR可以使用获得该第一对应关系的测试光信号的发射时间和该第一对应关系中的接收时间，确定出该第一对应关系中每个接收时间对应的传输时间，然后使用传输时间确定出传输距离。OTDR将每个接收时间对应的传输距离和接收功率相对应，即可获得传输距离与接收功率的第四对应关系。OTDR可以将第三对应关系分别和该第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得该第四对应关系中，每个传输距离对应的接收功率的差值。OTDR将该传输距离与接收功率的差值的对应关系，确定为测试光信号在第一端口与第一端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。具体的，在将每个传输时间转换为传输距离时，可以使用该式子转换：传输距离(D)＝(c*t)/2n_o，其中在该式子中c表示光速，t表示传输时间，即接收时间与发送时间之差，n_o表示ODN中光纤的折射率。

对于第一级分光器的每个端口，都使用上述方法处理，即可获得测试光信号在第一级分光器各端口与各端口分别连接的器件之间的光纤中传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

例如，如图5所示，ODN中包括第一级分光器，第一级分光器为1*3的分光器，连接ONT1、ONT2和ONT3。第一级分光器的3个端口(A端口、B端口和C端口)设置的反射光栅分别对λ1、λ2和λ3的测试光信号进行反射，第三对应关系为传输距离与A端口、B端口和C端口与ONT之间的光纤对任一测试光信号反射和背向散射的叠加功率的对应关系，或者背向散射的叠加功率的对应关系。在发送λ1的测试光信号时，由于A端口的反射光栅对λ1的测试光信号大部分被反射，接收功率为B端口、C端口分别与ONT之间的光纤对λ1的测试光信号反射和背向散射的叠加功率，或者背向散射的叠加功率。在发送λ2的测试光信号时，由于B端口的反射光栅对λ2的测试光信号全反射，接收功率为A端口、C端口分别与ONT之间的光纤对λ2的测试光信号反射和背向散射的叠加功率，或者背向散射的叠加功率。在发送λ3的测试光信号时，由于C端口的反射光栅对λ3的测试光信号全反射，接收功率为A端口、B端口分别与ONT之间的光纤对λ3的测试光信号反射和背向散射的叠加功率，或者背向散射的叠加功率。所以第三对应关系中的接收功率减去发送λ1的测试光信号的叠加功率，即获得A端口与ONT之间的光纤对测试光信号反射和背向散射时的接收功率，或者背向散射时的接收功率。同理，第三对应关系中的接收功率减去发送λ2的测试光信号的叠加功率，即获得B端口与ONT之间光纤对测试光信号反射和背向散射时的接收功率，或者背向散射时的接收功率。第三对应关系中的接收功率减去发送λ3的测试光信号的叠加功率，即获得C端口与ONT之间光纤对测试光信号反射和背向散射时的接收功率，或者背向散射时的接收功率。此处需要说明的是，在第三对应关系中的接收功率与叠加功率相减时，是对相同传输距离的接收功率相减。

此处需要说明的是，第一级分光器由于直接和ONT相连，所以第一级分光器的各端口连接的光纤为分支光纤。

在一种可能的实现方式中，至少一级分光器为第一级分光器和第二级分光器，即ODN中仅包括二级分光器或者ODN中包括多级分光器，但是仅在第一级分光器和第二级分光器的各端口设置有反射部件。在步骤402中，确定第二对应关系的处理可以为：

获取ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；根据第二级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系和第三对应关系，确定测试光信号在第二级分光器各端口与第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；根据每个第一对应关系和每个第二对应关系，确定测试光信号在第一级分光器各端口与第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

在本实施例中，OTDR可以获取第三对应关系，在该第三对应关系中，每个传输距离对应的叠加接收功率为该传输距离处所有光纤反射和背向散射的光信号的功率的叠加，或者，所有光纤背向散射的光信号的功率的叠加。

对于第二级分光器的第二端口对应的第一对应关系(第二端口为第二级分光器的任一端口)，OTDR可以使该用获得该第一对应关系的测试光信号的发射时间和该第一对应关系中的接收时间，确定出该第一对应关系中每个接收时间对应的传输距离。然后OTDR将每个接收时间对应的传输距离和接收功率相对应，即可获得传输距离与接收功率的第四对应关系。OTDR可以将第三对应关系分别和该第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得该第四对应关系中，每个传输距离对应的接收功率的差值。OTDR将该传输距离与接收功率的差值的对应关系，确定为测试光信号在第二端口与第二端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。具体的，在将每个传输时间转换为传输距离时，可以使用该式子转换：传输距离(D)＝(c*t)/2n，其中在该式子中c表示光速，t表示传输时间，n表示ODN中光纤的折射率。

对于第一级分光器的第一端口(第一端口为第一级分光器的任一端口)，OTDR可以获取第一级分光器各端口对应的第一对应关系，然后将该各端口对应的第一对应关系中的接收时间转换为传输距离，即将第一对应关系转换为传输距离与接收功率的对应关系。OTDR可以获取第一端口连接的第二级分光器的所有端口连接的光纤分别对应的第二对应关系。

OTDR可以按照如下式子确定第一端口连接的光纤对应的第二对应关系中第一传输距离处的接收功率：

P＝(1/n)*[(P11)-(n-1)*(P0)]-(P21)；

在该式子中，P11为第一级分光器中除第一端口之外的其他端口对应的第一对应关系中，第一传输距离处的接收功率之和。P0为第一级分光器中第一端口对应的第一对应关系中，第一传输距离处的接收功率。P21为第一端口连接的第二级分光器中所有端口分别连接的光纤对应第二对应关系中，第一传输距离处的接收功率之和。n为第一级分光器中除第一端口之外的端口的数目。

这样，即可确定第一端口连接的光纤对应的第二对应关系。对于第一级分光器的每个端口都按照这种方式，即可确定出所有端口连接的光纤对应的第二对应关系。

例如，如图6所示，ODN包括第一级分光器和第二级分光器，第二级分光器连接ONT，第一级分光器为一个1*2的分光器，第二级分光器包括两个1*2的分光器。第一级分光器的两个端口的反射光栅分别反射λ1和λ2的测试光信号，连接的光纤分别为A和B。第二级分光器的两个1*2的分光器的端口的反射光栅分别反射λ3、λ4、λ5、λ6的测试光信号，连接的光纤分别为C、D、E、F。OTDR可以依次发出λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6的测试光信号，获得各端口对应的第一对应关系。在λ1的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为B、E、F的叠加(即B+E+F)，同理在λ2的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为A、C、D的叠加(即A+C+D)，在λ3的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为A、B、D、E、F的叠加(即A+B+D+E+F)，在λ4的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为A、B、C、E、F的叠加(即A+B+C+E+F)，在λ5的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为A、B、C、D、F的叠加(即A+B+C+D+F)，在λ6的反射部件所在的端口对应的第一对应关系中接收功率为A、B、C、D、E的叠加(即A+B+C+D+E)。所以在确定A对应的第二对应关系时，使用A+C+D减去C和D即可，在确定B对应的第二对应关系时，使用B+E+F减去E和F即可，在确定C对应的第二对应关系时，使用A+B+C+D+E+F减去A+B+D+E+F即可，在确定D对应的第二对应关系时，使用A+B+C+D+E+F减去A+B+C+E+F即可，在确定E对应的第二对应关系时，使用A+B+C+D+E+F减去A+B+C+D+F即可，在确定F对应的第二对应关系时，使用A+B+C+D+E+F减去A+B+C+D+E即可。通过这种方式，即可获得ODN中各端口连接的光纤对应的第二对应关系。此处需要说明的是，上述A+C+D减去C和D，是对相同传输距离的接收功率相减，其余情况与之类似，此处不再赘述。上述B、E、F的叠加为B、E、F这三段光纤分别对测试光信号的背向散射，或者背向散射和反射后，被OTDR接收到的测试光信号的功率。

在一种可能的实现方式中，可以使用如下两种方式，确定获取ODN中所有光纤对应的传输距离与接收功率的第三对应关系：

方式一，获取第一波长的测试光信号在ODN中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，确定为ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，第一波长与至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的测试光信号的波长不相同。

其中，第一波长与至少一级分光器的各端口所能反射的测试光信号的波长不相同。

在本实施例中，在执行ODN的故障定位处理时，可以向OTDR发送故障定位指令。OTDR接收到故障定位指令时，可以发出第一波长的测试光信号，并记录发出第一波长的测试光信号的发送时间。第一波长的测试光信号经过ODN时，ODN中至少一级分光器的各端口设置的反射部件均对第一波长的测试光信号进行透射，仅是ODN中的各种光纤、分光器对第一波长的测试光信号进行反射和背向散射(反射发生在断纤或者反射部件位置处)，使部分第一波长的测试光信号返回至OTDR，被OTDR接收到。OTDR可以记录接收时间和接收功率的对应关系，然后使用接收时间与发送时间的差值，确定出传输距离(前文中有式子可直接确定，此处不再赘述)，进而可以获得传输距离与接收功率的对应关系，即获得第三对应关系。这是由于ODN中所有反射部件，对第一波长的测试光信号均不反射，所以第一波长的测试光信号可以经过ODN中的所有光纤，那么检测到接收功率就是所有光纤对第一波长的测试光信号进行背向散射后叠加的功率，或者背向散射和反射后叠加的功率。此处需要说明的是，可以是先获取第三对应关系，再确定第一对应关系，也可以先确定第一对应关系，再确定第三对应关系，本申请实施例不做限定。

方式二，根据第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，确定ODN中传输距离与ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系。

在本实施例中，OTDR在获取到至少一级分光器各端口分别对应的第一对应关系后，可以将第一级分光器各端口分别对应的第一对应关系，转换为传输距离与接收功率的对应关系。然后OTDR将这些对应关系中，相同传输距离的接收功率相加得到一个数值，然后使用该数值除以(m-1)，得到的该相同传输距离处的接收功率。这样，按照这种方式，即确定出每个传输距离处的接收功率，将传输距离与接收功率相对应即可，获得ODN中所有光纤对应的传输距离与接收功率的第三对应关系。这样，可以减小OTDR的波长调节范围。在方式二中，m为第一级分光器的端口的数目。

在一种可能的实现方式中，在步骤403中，可以按照如下方式，进行ODN的故障定位处理：

若根据测试光信号在至少一级分光器第一端口与第一端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，确定存在接收功率突变的异常位置点，则将异常位置点，确定为第一端口与第一端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。

在本实施例中，OTDR可以在至少一级分光器各端口连接的光纤对应的第二对应关系中，查看是否存在接收功率突变的异常位置点。若目标端口连接的光纤对应的第二对应关系中存在异常位置点，则确定目标端口连接的光纤为ODN中存在故障的光纤，并且可以将该异常位置点，确定为目标端口连接的光纤的故障位置点。这样，不仅提供了ODN中故障的光纤，还提供了光纤故障的位置点。

此处需要说明的，能基于第二对应关系，判断是否存在接收功率突变的异常位置点的原因是：在正常情况下，测试光信号在光纤中传输时，随着传输距离越大，接收功率会越小(此处描述的仅是在光纤中传输，这是由于传输至ONT，接收功率也会变大)，但是在光纤裂开或者断开时，会对测试光信号有较大的反射率，造成接收功率会比较大。所以可以基于接收功率的突变位置点，确定出故障位置。

上述是以OTDR为故障定位的装置为例进行说明，在以OLT为故障定位的装置时，OLT可以与OTDR建立通信连接，从OTDR上获取第一对应关系，以及第一对应关系中每个接收时间对应的发送时间。然后OLT基于第一对应关系，执行后面处理，后面的处理与OTDR相同，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中，均描述的是接收功率，当然也可以将接收功率转换为光纤损耗，来进行ODN的故障定位。具体的，接收功率与光纤损耗的转换式子为：

光纤损耗＝10*log(接收功率/1mW)，mW表示毫瓦，光纤损耗的单位为dB。

本申请实施例中，通过获取测试光信号在ODN中每个光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，可以准确的判断光纤是否存在故障，所以可以更准确的进行ODN的故障定位。

图7是本申请实施例提供的故障定位的装置的结构图。该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装置中的部分或者全部，该装置应用于无源光网络，无源光网络包括ODN，ODN的至少一级分光器的各端口设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件。本申请实施例提供的装置可以实现本申请实施例图4所述的流程，该装置包括：获取模块710和确定模块720，其中：

获取模块710，用于获取所述至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，所述反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射，具体可以用于实现步骤401的获取功能以及步骤401包含的隐含步骤；

确定模块720，用于根据所述第一对应关系，确定测试光信号在所述至少一级分光器各端口与所述各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；根据所述第二对应关系，进行所述ODN的故障定位处理，具体可以用于实现步骤402和步骤403的确定功能以及步骤402和步骤403包含的隐含步骤。

在一种可能的实现方式中，所述至少一级分光器为第一级分光器；

所述确定模块720，用于：

获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；

将每个第一对应关系，转换为发生反向回传时的传输距离与接收功率的第四对应关系；

将所述第三对应关系和每个第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述至少一级分光器为第一级分光器和第二级分光器；

所述确定模块720，用于：

获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；

根据所述第二级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系和所述第三对应关系，确定测试光信号在所述第二级分光器各端口与所述第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；

根据每个第一对应关系和每个第二对应关系，确定测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述确定模块720，用于：

获取第一波长的测试光信号在所述ODN中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，确定为所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，所述第一波长与所述至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的测试光信号的波长不相同；或者；

根据第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，确定所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述确定模块720，用于：

若根据测试光信号在所述至少一级分光器目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，确定存在接收功率突变的异常位置点，则将所述异常位置点，确定为所述目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。

上述本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时也可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成为一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现，当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，在OLT上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。所述计算机可读存储介质可以是OLT够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(如软盘、硬盘和磁带等)，也可以是光介质(如数字视盘(Digital Video Disk，DVD)等)，或者半导体介质(如固态硬盘等)。

Claims (13)

1.一种故障定位的方法，其特征在于，应用于无源光网络，所述无源光网络包括光分配网络ODN，所述ODN的至少一级分光器的各端口设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件；所述方法包括：

获取所述至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，所述反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射；

获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，其中，所述第三对应关系为所述至少一级分光器各端口均未对测试光信号进行反射时，获得的传输距离与接收功率的对应关系；

将每个第一对应关系，转换为发生反向回传时的传输距离与接收功率的第四对应关系；

基于所述第三对应关系和所述第四对应关系，确定测试光信号在所述至少一级分光器各端口与所述各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；

根据所述第二对应关系，进行所述ODN的故障定位处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级分光器为第一级分光器；

所述基于所述第三对应关系和所述第四对应关系，确定测试光信号在所述至少一级分光器各端口与所述各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，包括：

将所述第三对应关系和每个第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级分光器为第一级分光器和第二级分光器；

所述基于所述第三对应关系和所述第四对应关系，确定测试光信号在所述至少一级分光器各端口与所述各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，包括：

根据所述第二级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的传输距离与接收功率的第四对应关系和所述第三对应关系，确定测试光信号在所述第二级分光器各端口与所述第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；

根据所述第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的传输距离与接收功率的第四对应关系和所述第二级分光器对应的每个第二对应关系，确定测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

4.根据权利要求1所述 的方法，其特征在于，所述获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，包括：

获取第一波长的测试光信号在所述ODN中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，确定为所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，所述第一波长与所述至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的测试光信号的波长不相同；或者；

根据第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，确定所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二对应关系，进行所述ODN的故障定位处理，包括：

若根据测试光信号在所述至少一级分光器目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，确定存在接收功率突变的异常位置点，则将所述异常位置点，确定为所述目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。

6.一种故障定位的系统，其特征在于，应用于无源光网络，所述系统包括光时域反射仪OTDR和光线路终端OLT；

所述OTDR用于输出多种波长的测试光信号；

所述OTDR还用于检测接收到的测试光信号的接收功率和接收时间；

所述OLT与所述OTDR建立有通信连接；

所述OLT用于执行权利要求1至5任一项所述的方法。

7.一种故障定位的装置，其特征在于，应用于无源光网络，所述无源光网络包括光分配网络ODN，所述ODN的至少一级分光器的各端口设置有反射不同波长的测试光信号的反射部件；所述装置包括：

获取模块，用于获取所述至少一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，所述反向回传包括背向散射和被反射，或者背向散射；

确定模块，用于：

获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，其中，所述第三对应关系为所述至少一级分光器各端口均未对测试光信号进行反射时，获得的传输距离与接收功率的对应关系；

将每个第一对应关系，转换为发生反向回传时的传输距离与接收功率的第四对应关系；

基于所述第三对应关系和所述第四对应关系，确定测试光信号在所述至少一级分光器各端口与所述各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；根据所述第二对应关系，进行所述ODN的故障定位处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一级分光器为第一级分光器；

所述确定模块，用于：

将所述第三对应关系和每个第四对应关系中，相同传输距离的接收功率相减，获得测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一级分光器为第一级分光器和第二级分光器；

所述确定模块，用于：

获取所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系；

根据所述第二级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的传输距离与接收功率的第四对应关系和所述第三对应关系，确定测试光信号在所述第二级分光器各端口与所述第二级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系；

根据所述第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的传输距离与接收功率的第四对应关系和所述第二级分光器对应的每个第二对应关系，确定测试光信号在所述第一级分光器各端口与所述第一级分光器各端口分别连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

获取第一波长的测试光信号在所述ODN中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的对应关系，确定为所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系，所述第一波长与所述至少一级分光器的各端口的反射部件所能反射的测试光信号的波长不相同；或者；

根据第一级分光器各端口设置的反射部件所能反射的测试光信号分别在所述ODN中下行传输时，反向回传的接收时间与接收功率的第一对应关系，确定所述ODN中传输距离与所述ODN中所有光纤的叠加接收功率的第三对应关系。

11.根据权利要求7至10任一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

若根据测试光信号在所述至少一级分光器目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤中下行传输时，发生反向回传时的传输距离与接收功率的第二对应关系，确定存在接收功率突变的异常位置点，则将所述异常位置点，确定为所述目标端口与所述目标端口连接的器件之间的光纤的故障位置点。

12.一种故障定位设备，其特征在于，所述故障定位设备包括处理器和存储器，其中：

所述存储器中存储有计算机指令；

所述处理器执行所述计算机指令，以实现所述权利要求1-5任一项权利要求所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机可读存储介质中的计算机指令被故障定位设备执行时，使得所述故障定位设备执行所述权利要求1-5任一项权利要求所述的方法。

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